纳米多孔超薄共价有机框架锚定在石墨烯上,以有效去除有机污染物

用于工业废水处理的有效吸附剂对于最大程度地减少潜在的环境损害很重要。特别是,作为一组重要的工业污染物,有机染料通常是高度水溶性的,不可降解的,许多对致癌物质有毒。Vienna大学化学学院的Changxia Li和Freddy Kleitz以及同事们现在提出了一种新的方法来设计一种创新的复合材料,该材料由固定在石墨烯上的纳米孔,超薄的有机框架(COF)组成,这是高效效率的从水过滤有机污染物时。该研究发表在“ Angewandte Chemie”中。

如今,有几种方法,包括活性碳过滤器,可以净化水,但仍有提高应用程序的效率或吸附能力的余地,”第一作者和博士后研究员Changxia Li。

无机化学研究所的弗雷迪·克莱兹(Freddy Kleitz)小组 - 功能材料正在开发新型的纳米多孔材料。欧洲杯足球竞彩多孔材料的总表欧洲杯足球竞彩面积比同一体积的非孔材料大得多,因此在吸附过程中可以在表面上积聚大量的分子。

高度多孔COF作为新材料欧洲杯足球竞彩

共价有机框架(COF)是一类相对新颖的材料类。欧洲杯足球竞彩它们特别是多孔的,同时又是低密度和轻量级。共价意味着它们的化学键是通过原子之间的电子对形成的。

染料在其水性溶液中研究的研究人员的大小约为0.8至1.6纳米。“我们开发了一种新颖的方法,可以使用水以相对环保的方式形成COF。因此,我们能够开发小的“海绵”,具有设计的孔径和孔形状,以及纳米范围内的孔形,以及调谐的负面电荷,在拉动带正电荷的靶分子(即我们的染料)方面非常有选择性,从水中出来,“研究人员说,”就像海绵吸收水一样,只有在我们的情况下就是污染物。”

用石墨烯制成的骨干

当使用散装COF粉末时,由于外边缘处的孔隙阻塞,尤其是对于大污染物分子,材料的内部孔通常不再被污染物进入。研究人员开发的新型复合材料提供了一种完全可渗透的结构:为此,研究人员在薄层石墨烯纳米片上种植了COF。石墨烯的组合本身已经是2D碳原子的组合,而COF层的最高为两个纳米,导致了一个紧凑的开放3D结构。超薄COF层比大块COF粉末可以暴露更多的吸附位点。

另一方面,石墨烯网络的较大的蜂窝状孔支持通过过滤器材料的水运输。“石墨烯网络的大孔与超薄COF层结合使用,具有大量的吸附位点,可以特别快速,有效的废水处理,”研究人员说。他们说,由于石墨烯的材料输入相对较低,以及重复使用复合材料的可能性 - 在污染物被冲洗后 - 作为过滤器,该开发也相对成本效益。

资源:https://www.univie.ac.at/en/

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